Mã nguồn mở điều khiển CNC
Những năm 2000 trở lại đây điều khiển CNC trên máy tính ra đời đã khiến việc áp dụng điều khiển CNC cho máy móc thuận tiện hơn. Hiện tại các bộ điều khiển và phần mềm viết dƣới dạng mã nguồn mở hoặc nhà phát triển cho bên thứ 3 can thiệp sâu vào đƣợc phát triển mạnh mẽ. Điển hình phần mềm mã nguồn mở điều khiển CNC nhƣ Linux CNC, Mach3, Mach4; phần mềm và phần cứng mã nguồn mở GRBL.
Hình 3.8: Phần mềm mã nguồn mở CNC Mach3
Các phần mềm này đều thân thiện với ngƣời sử dụng và có thể can thiệp sâu vào phần mềm. Phần cứng điều khiển CNC cho những phần mềm này cũng rất phổ biến, từ giao tiếp cổng LPT, cổng USB, cổng PCI đến Ethernet. Trong đề tài chọn phần mềm Mach3 vì phần mềm đƣợc phát triển và kế thừa từ những năm 2000. Trải qua gần 15 năm, hiện tại phiên bản Mach3 là phiên bản ổn định nhất của hãng và phần cứng cho phần mềm cũng khá phổ biến. Phần mềm đã đƣợc sử dụng cho nhiều máy CNC: máy phay,máy tiện, máy đục gỗ, máy cắt Plasma, cắt Laser, ….. Phần mềm đƣợc sử dụng ở nhiều nƣớc trên thế giới: Mỹ, Nga, Pháp, Ba Lan, Đức, Trung Quốc, Việt Nam …..
Đề tài sử dụng card điều khiển 6 trục chuyển động của hãng CS-LAB. Qua giao tiếp Ethernet phần mềm sẽ điều khiển Card servo. Phần chuyển động, từ card sẽ đƣợc chuyển đến drive các trục để điều khiển. Phần vào/ra sẽ đƣợc chuyển đến các module vào ra: điều khiển cảm biến (sensor), van , rơ le
MOTOR Encoder SERVO DRIVER MOTOR Encoder SERVO DRIVER MOTOR Encoder SERVO DRIVER
CARD SERVO Module In/Out
Máy tính
Cổng Ethernet
Hình 3.9: Sơ đồ kết nối bộ điều khiển CNC
Phần mềm thiết kế giao diện MachScreen
Để thiết kế giao diện cho phần mềm Mach3 có thể sử dụng phần mềm Klaus’ MachScreen, Screen4, Mach3Screen Designer and ScreenTweak hoặc phần mềm thiết kế Flash. Trong đề tài sử dụng phần mềm Klaus’ MachScreen bởi tính dễ sử dụng và đƣợc tác giả liên tục phát triển. Phần mềm này miễn phí, phiên bản sử dụng cho đề tài là phiên bản 1.62 (nguồn http://www.kd- dietz.com/)
Những tính năng chính phần mềm:
-Hỗ trợ tất cả các đối tƣợng điều khiển (control) cho phần mềm Mach3 bao gồm:
DRO (Digital read out): Dùng để hiển thị giá trị số nhƣ tọa độ máy, tọa độ chƣơng trình, thời gian, ….
Scrollbar (thanh trƣợt):dùng để thay đổi % giá trị vận tốc. Image (hình ảnh): hình ảnh nền cho màn hình.
Button(nút điều khiển): chạy Start, Stop, Rewind.
LED (trạng thái): trạng thái các trục tọa độ, In/Out (vào/ra), …. Label (nhãn): thông báo, tên file.
MDI (Manual data input): chế độ nhập dữ liệu thủ công. Gcode: file Gcode đƣợc tải.
Toolpath: màn hình đồ họa file GCode -Tạo mới, chỉnh sửa giao diện.
-Nhập (Import), Xuất (Export) dữ liệu. -Tạo phím tắt cho ứng dụng.
Hình 3.10 : Giao diện phần mềm Machscreen
Xây dựng giao diện
Giao diện cần có các chức năng chính sau: -Chức năng đọc file, sửa file, lọc file. -Chức năng thiết lập thông số máy. -Các chế độ chạy:
Chạy chế độ tự động (Auto Mode). Chạy độ nhấp (Jog Mode).
Chạy chế độ nhập liệu tay (MDI Mode). Chạy về gốc (Home Mode).
Chạy theo tọa độ (Position Mode). -Theo dõi trạng thái, thông báo, lỗi. -Chức năng chuẩn đoán lỗi.
Màn hình thao tác với tập tin
Màn hình này có các chức năng: đọc dữ liệu từ file, lọc dữ liệu theo điều kiện lọc nhƣ khách hàng, số hiệu, bản vẽ…., chức năng chọn file làm việc và chức năng chỉnh sửa file.
Hình 3.11: Màn hình chọn tập tin
Các vùng làm việc
Khi nhấn phím F1 sẽ xuất hiện màn hình chọn tập tin. Màn hình này chia làm 7 vùng làm việc:
Vùng 1: Chi tiết tập tin đang chọn.
Vùng 2: Lọc dữ liệu theo các tiêu chí: Customer, Drawing, Number (Lựa chọn * nếu muốn chọn toàn bộ dữ liệu. Lựa chọn lọc sẽ đƣợc lƣu lại cho những lần sau).
Vùng 3: Tất các các tập tin hiện có trong cơ sở dữ liệu với điều khiển lọc. Vùng 4: Chuyển đổi sang vùng làm việc.
Vùng 5: Các tập tin đƣợc chọn.
Vùng 6: Các thao tác: Thêm, xóa, xóa tất cả với các tập tin chọn. Vùng 7: Nhập, xuất, nén file dữ liệu.
Vùng các chức năng STT Biểu tƣợng Phím tắt Chức năng
1 F1 Nhập file APROMAV vào cơ sở dữ liệu
3 F3 Nén cơ sở dữ liệu
4 F4 Thêm tập tin mới
5 F5 Chỉnh sửa tập tin đƣợc chọn
6 F6 Ẩn tập tin đang chọn
7 F7 Xóa tập tin đƣợc chọn
8 F8 Hiện tất cả các tập tin đang ẩn 9 F9 Xóa tất cả các tập tin ẩn
10 F10 Đƣa các tập tin đƣợc chọn xuống vùng làm việc
Hình 3.12: Bảng các chức năng
Màn hình thông số máy
Hình 3.14: Màn hình thiết lập thông số các trục
Màn hình thiết lập các thông số các trục máy: X,Y1,Y2,Y3,Y4. Các thông số đƣợc thiết lập: kênh encoder, tín hiệu Alarm, chế độ Home.
Hình 3.16: Màn hình thiết lập các thông số đầu ra
Hình 3.15 và 3.16 thiết lập các cổng vào ra của máy từ bộ điều khiển và Modul mở rộng
Chế độ chạy
Chế độ chạy tự động gồm có các chức năng sau: Start: Bắt đầu chạy tự động.
Pause: Tạm dừng chế độ tự động. Reverse Run: Chạy ngƣợc quỹ đạo Rewind: Chạy lại.
Stop: Dừng chạy tự động.
Run Form Here: Chạy đến bất kỳ vị trí nào để lấy, cất hàng.
Chế độ về gốc Home Mode
Hình 3.18: Chế độ về gốc Home Mode
Chế độ về gốc hỗ trợ về gốc từng trục (Home X, HomeY1, Home Y2, Home Y3, Home Y4) hoặc về gốc toàn bộ các trục (Home All). Khi các trục đƣợc về gốc, đèn hiển thị trạng thái về gốc đã có màu xanh .
Trong lần đầu chạy phần mềm cần đƣa các trục về gốc. Nếu gặp sự cố mất điện cũng cần đƣa các trục về gốc để phần mềm thiết lập tọa độ.
3.5.Xây dựng quy trình công nghệ gia công một chi tiết đại diện trong mô hình kho hàng thông minh
Toàn bộ mô hình hệ thống kho hàng thông minh đƣợc tính toán, xây dựng từ rất nhiều yếu tố : Tính toán kết cấu, thiết kế phần mềm, gia công chế tạo. Các phần trên tác giả đã trình bày về cơ sở lý thuyết để tính toán kết cấu và phần mềm quản lý kho, ở phần cuối này sẽ trình bày Quy trình công nghệ chế tạo một chi tiết trong hệ thống kho hàng thông minh đó là Trục truyền động. Đây là chi tiết có vai trò quan trọng có chức năng truyền moment xoắn giữa động cơ và các cơ cấu khác hoạt động khác